巷道堆垛类机械

最下端的镇墩相当于固定端，上端弹性节处可近似以为是自在端。在均布荷载效果下，三跨接连梁的弯矩和剪力见图8-19，其他状况用构造力学办法求出，或查标准核算。这样管壁横断面上恣意一点的轴向应力为
　　　　　                       (8-7)
式中   M——水重和管重的法向分力效果下接连梁的弯矩，钢管底部受拉为正；
　　   W——接连梁(空心圆环)的断面模数，。
　　
图8-19 三跨接连梁截面内力
　　(2) 轴向力导致的轴向应力。
　　在轴向力合力∑A效果下，管壁中发作的轴向应力为，管壁的断面积为F，则：
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　                    (8-8)
“-”表明压应力。通常状况下，∑A为压力，即为压应力，D为管道直径。
　　4．剪应力
　　因为跨中断面的剪力为0，所以该断面的=0。
(二)、支承环旁管壁膜应力区边际(2)-(2)断面的管壁应力
　　(2)-(2)断面尽管挨近支承环，但在支承环的影响规模之外，即不思考支承环对管壁的束缚效果。为了安全起见，以为该断面的弯矩和剪力与支承环断面持平。关于接连梁，跨中断面和支承环断面的管道弯矩，方向相反，顾可用式(9-7)核算曲折应力。此外支承环处存在剪力V，在笔直于管道轴线的横断面上剪应力的核算公式为：
　　                                        (8-9)
式中    V——管重和水重的法向分力效果下接连梁的剪力；
        SR——核算点以上管壁环形截面积对重心轴的静矩，；
        b——受剪截面宽度，；
        J——截面惯性矩，。
　　当θ=0°(管道顶部)和θ=180°(管道底部)时，=0；当θ=90°(管道旁边面中点)时，，到达最大值。
　　的散布如图8-20，该图为以上各应力的归纳图。
　　断面(2)-(2)的其他正应力σr、σθ和σx均与断面(1)-(1)持平，但符号不尽一样。
(三) 加劲环及其旁管壁，断面(3)-(3)的管壁应力
　　1．轴向应力σx3。
　　因为加劲环存在，管壁在内水压力效果下的径向变形遭到了束缚，因而将发作有些应力，变形状况如图8-21(a)所示。加劲环对管壁束缚的影响规模，每侧为。又称等效翼缘宽度。由弹性理论剖析可得
                                     (8-10)
式中    μ——钢材的泊松比。
　　关于规模以外的管壁，以为不受加劲环的影响，即不存在有些应力。在核算时，加劲环有用断面面积F，等于其本身净断面F加上两边各长为0.78的管壁面积。
　　在内水压力效果下，其变形具有轴对称特性，因而管壁圆周上遍地的弯矩和剪力值都持平。设想将加劲环与管壁切开，依据变形相容条件能够证明，在切断处存在着均布的径向弯矩M和剪力V，如图8－21(b)所示。设在内水压力P和管壁传来的剪力V效果下，加劲环向外径向变位为Δ1；加劲环影响规模以外的管壁向外径向变位为Δ2；假如没有M和V的效果，悉数管壁都将有一样的变位Δ2；但是在M和V效果下，钢管与加劲环衔接处的变位应该与加劲环的变位一样，等于Δ1。咱们能够看作M和V效果下使钢管在断面(3)-(3)处发作一个变位等于Δ3。依据变形接连条件，，一起管壁在M和V效果下没有角变位(转角)。
　　(1) 求Δ2。在加劲环影响规模以外的管壁变位Δ2，是由均匀内水压力发作的。Δ2为半径的添加。依据虎克规律可得
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)
　　　　　　　　　　　　　　图8－21 加劲环及其旁管壁变形示意图
　　　　　　　　　　　(a) 管壁有些变形；(b) 切断处均布的径向弯矩和剪力
　　                                (8-11)
式中    E——钢材弹性模量。
　　(2) 求Δ1。用相似的办法能够推导出：
　　                                         (8-12)
式中     a——加劲环宽度；
　　     F——加劲环净截面积，不包含管壁翼缘。
　　(3) 求Δ3。依据弹性理论，M与V之间存在联系如下：
　　                                                  (8-13)
　　在M与V的一起效果下，该处管壁的径向变位减小Δ3
                                               (8-14)
式中     k——等效翼缘宽度的倒数，即：
                     
　　依据接连条件，，将式(8－11)、(8－12)、(8－14)代入，得
　　　　　　                (8-15)
再将代入上式，化简后得
　　                                                 (8-16)
代入式(8－13)得
　　                                              (8-17)
　　                      (8-18)
式中     F——加劲环有用截面积，包含管壁的等效翼缘。
　　最终可得有些弯矩M发作的管壁有些轴向应力σx3为
　　                   (8-19)
　　取μ=0.3，则
　　                                        (8-20)
式中的正号代表管壁内缘受拉，负号代表管壁外缘受压。因为，当F很大时，β≈1，而没有加劲环时，F=aδ, β≈0。
　　2．剪应力
　　上述散布剪力V在加劲环旁管壁内发作剪应力，的效果方向指向管中间，其值用公式(管壁中面)或(管壁内、外缘)核算。通常的值较小，且管壁总应力的操控点在管壁内外缘，故可疏忽不计。
　　3．切向应力σθ2
　　加劲环净截面除接受径向的均匀内水压力Pa外，还接受外侧径向剪力2V，如图8-21(a)。总切向拉应力为
　　　　                                   (8-21)
将式(8－16)代入上式得
　　                      (8-22)
依据式(8－18)可得
　　　　　                                   (8-23)
将上式代入式(8－22)，即可得
　　                                         (8-24)
　　4．剪应力
　　由管重和水重法向分力在管壁中导致的剪应力用式(8－9)核算，而由剪应力互等定理可知
　　　　　　　=                                      (8-25)
　　断面(3)-(3)的轴向应力σx1、σx2和剪应力的核算，均与断面(2)-(2)一样。
　　归纳断面(3)-(3)各应力方向和散布，如图8-22所示。
(四) 支承环及其旁管壁，断面(4)－(4)的管壁应力
　　支承环与加劲环从方法上看都是一个套焊在管壁外缘的钢环，因而断面(4)-(4)的管壁应力的核算均与断面(3)-(3)一样。但支承环因为承当管重和水重法向力Q而在支墩处导致的支承反力R，然后在支承环内发作附加应力。跟着支承办法和构造不一样，应力状况也不一样。
　　1．支承环的支承办法
　　大中型水电站明钢管上的支承环支承办法有侧支承和下支承两种方法，如图8-23所示。图中点划线为支承环有用截面重心轴，它与圆心间隔为半径R，支墩支承点至支承环截面有用重心轴间隔为b，支承反力为。
　　2．支承环内力核算
　　支承环的内力核算常选用构造力学中的弹性中间办法进行。因为钢管断面是一个对称圆环，是一个三次超静定构造，可用弹性中间法核算支承环上各点的内力。
　　当选用侧支承时，设支承反力离支承环重心轴间隔为b。依据剖析，在规划时取b=0.04R，可使环上最大正弯矩与最大负弯矩挨近持平，则钢材功能得到最充沛的发挥。选用下支承时，通常ε=30o～90o较经济。符号ε的含义见图8－23(b)。
图8－23支承环支承办法
(a) 侧支承；(b) 下支承
　　(1) 侧支承式支承环的内力核算。支承环所接受的荷载首要是管重和水重法向分力发作的剪力(表现为支承环两边管壁上的剪应力)，以及支墩两边的反力0.5Q，还有支承环自重，但相对较小，能够不计。钢管通常都是倾斜安置，支承反力为。管重和水重在支承环两边管壁上发作的剪应力均为，因而沿管壁圆周单位长度上效果在支承环上的剪力为
　　                           (8-26)
　　要进行支承环截面的内力核算，实践上是要核算一个关闭圆环各断面上的弯矩MR、剪力TR和轴力NR。其核算简图如图8－24所示。运用构造力学中的弹性中间法，将圆环顶部切开加上内力TG和MG；因为圆环是对称图形，该处没有剪力。把内力移到弹性中间，令弹性中间处的力矩为M0，推力为T0。由弹性中间法能够求得
　　　　　　                                   (8-27)
　　                                             (8-28)
式中    Ms——圆弧上各点的静定力矩，以顺时针方向为正；
　　　y——圆弧的纵坐标；
        ds——弧长的微分。
   求出弹性中间处的M0及T0后，即可得到环顶切断处的内力MG、TG，然后可推求出关闭圆环(支承环)任一断面上的内力。
   导出的内力MR、TR和NR在一些特别点处的核算公式列于表8－3。从表中能够看出，支承环内力除取决于它的几许尺度及荷载Q、以外，还与支点的方位b有关。当b=0.04R时，支承环各断面的内力散布状况如图8-25所示。
图8-24 支承环核算简图
图8-25  b=0.04R时支承环内力求
　　图中弯矩画在受拉一边，正的M0表明支承环外侧受拉，正的NR表明拉力，正的TR方向如↓↑。
    (2) 下支承式支承环的内力核算。下支承环支点方位用ε角度来断定，如图8－23(b)所示。仍用弹性中间法核算内力，核算简图如图8－24(b)。支承环恣意断面内力核算公式可查《水电站压力钢管规划标准》DL/T 5141-2001。不论是侧支承或是下支承，当需求思考地震时需要核算横向地震力效果下发作的内力，核算公式见上述标准。
　　
　　核算出支承反力发作的弯矩MR、轴力NR和剪力TR后，它们所发作的应力别离为(见图8-25):
　　                                               (8-29)
                                          (8-30)
               (支承环腹板)                      (8-31)
上面三式中
    NR——支承环横截面上的轴力；
　　MR——支承环横截面上的弯矩；
　　ZR——核算点与重心轴的间隔；
　　JR——支承环有用截面对重心轴的惯性矩；
　　WR——支承环有用截面对重心轴的面积矩；
　　TR——支承环横断面上的剪力；
　　SR——支承环有用截面上，核算点以外有些对重心轴的静矩；
　　a——支承环腹板厚度；
　　F——支承环有用截面积，包含管壁等效翼缘。
　　断面(4)-(4)各应力的方向和散布，如图8-26所示。
　　四个断面的应力核算公式汇总在表8-6中。
(管壁内缘+，外缘-)（三）
把握各类特种设备的事端特色及损害性和城市风险源的操控。
P230-P243
把握
二 检测技能
进行特种设备安全查验的各类检测技能的基本原理、查验办法和查验意图。
P244-P251
知道
B 答案概要
一、 特种设备 
（一）特种设备的品种和分类，特种设备安全性作业原理及特色，特种设备的安全强度概念及承压设备用资料、焊接安全特色，承压设备承载介质安全特色；
    特种设备品种和分类：有锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设备等共七类。其间锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道归于承压类，电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设备等归于机电类。
    特种设备安全性作业原理及特色：
　　锅炉的安全作业特性： 
(1)爆破的损害性。
(2)易于损坏性。
(3)运用的广泛性。
(4)接连作业性。
　　 压力容器的安全作业特性：和锅炉有类似之处，例如因接受高温高压而有爆破风险和易损坏性。此外，还能够因为介质易燃
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